Дуктилност у ономе што се састоји, својства, примери, експерименти

Тхе дуктилност то је технолошко својство материјала који им омогућава да се деформишу пре истезања; то јест, раздвајање његових двају крајева без ране фрактуре негде у средини издуженог дела. Како се материјал продужава, његов попречни пресјек се смањује, постаје све тањи.

Због тога су дуктилни материјали механички израђени како би им се дала у форму влакна (жице, каблови, игле, итд.). На шиваћим машинама, завојнице са намотаним навојима представљају домаћи пример дуктилних материјала; у супротном, текстилна влакна никада не би могла да стекну своје карактеристичне облике.

Која је сврха дуктилности материјала? Способност да се покрију велике удаљености или атрактивни дизајн, било за развој алата, накита, играчака; или за транспорт неке течности, као што је електрична струја.

Последња примена представља кључни пример дуктилности материјала, посебно метала. Фини бакрени водови (топ имаге) су добри проводници електричне енергије, а уз злато и платину доступни су у многим електронским уређајима како би се осигурало њихово функционисање..

Нека влакна су тако фина (дебљине од само неколико микрометара), да поетска фраза "златна коса" поприма све право значење. Исто важи и за бакар и сребро.

Дуктилност не би била могуће својство ако не би било молекуларне или атомске прерасподјеле да би се супротставила сила затезања. И ако не би постојао, човек никада не би знао каблове, антене, мостови би нестали, а свет би остао у мраку без електричног светла (поред других безбројних последица).

Индек

• 1 Која је дуктилност??
• 2 Својства
• 3 Примери дуктилних метала
  • 3.1 Величина зрна и кристалне структуре метала
  • 3.2 Утицај температуре на дуктилност метала
• 4 Експериментирајте како бисте објаснили дуктилност за дјецу и адолесценте
  • 4.1 Жвакаћа гума и пластелин
  • 4.2 Демонстрација метала
• 5 Референце

Шта је дуктилност?

За разлику од подлозности, дуктилност заслужује ефикаснију структуралну преградњу.

Зашто? Јер, када је површина на којој је напетост већа, чврста твар има више средстава за померање својих молекула или атома, формирање листова или плоча; док је напетост концентрисана у све мањем попречном пресеку, клизање молекула мора бити ефикасније да се супротстави тој сили.

Не могу све чврсте материје или материјали то урадити и због тога се ломе када су подвргнути тестовима на затезање. Добијени прекиди су у просеку хоризонтални, док су они од дуктилних материјала конусни или шиљати, што је знак истезања.

Дуктилни материјали такође могу да прођу поред тачке напрезања. Ово се може повећати ако се температура повећа, јер топлота промовира и олакшава молекуларне слајдове (иако постоји неколико изузетака). Управо захваљујући овим клизиштима материјал може показати дуктилност и стога бити дуктилан.

Међутим, дуктилност материјала укључује и друге варијабле, као што су влажност, топлота, нечистоће и начин примјене силе. На пример, свеже фузионирано стакло је дуктилно, усваја филиформне облике; али када се охлади, постаје крхак и може се сломити са било каквим механичким утицајем.

Пропертиес

Дуктилни материјали имају своја својства која су директно повезана са њиховим молекуларним аранжманима. У том смислу, крута метална шипка и мокра шипка од глине могу бити дуктилни, иако се њихова својства знатно разликују.

Међутим, сви они имају нешто заједничко: пластично понашање пре прекида. Која је разлика између пластичног и еластичног објекта?

Еластични предмет је реверзибилно деформисан, што се у почетку јавља са дуктилним материјалима; али се затезна сила повећава, деформација постаје неповратна и објекат постаје пластичан.

Од тог тренутка жица или конац имају одређени облик. Након непрекидног истезања, његов попречни пресек постаје тако мали, а напрезање напрезања превисоко, да његови молекуларни препарати више не могу да се супротставе напетости и заврше разбијањем.

Ако је дуктилност материјала изузетно висока, као у случају злата, за један грам могу се добити жице дужине до 66 км, дебљине 1 μм..

Што је продужена жица добијена из масе, њен попречни пресјек је мањи (осим ако имате тона злата за изградњу жице велике дебљине).

Примери дуктилних метала

Метали су међу дуктилним материјалима са безбројним применама. Триаду чине метали: злато, бакар и платина. Једна је златна, друга ружичасто наранџаста и последње сребро. Поред ових метала, постоје и други који имају мању дуктилност:

-Ирон

-Цинк

-Месинг (и друге легуре метала)

-Голд

-Алуминијум

-Самариум

-Магнезијум

-Ванадијум

-Челик (иако његова дуктилност може бити погођена зависно од његовог угљеничног састава и других адитива)

-Сребрна

-Тин

-Олово (али унутар одређених малих температурних опсега)

Тешко је осигурати, без претходног експерименталног знања, који су метали заиста дуктилни. Његова дуктилност зависи од степена чистоће и начина на који адитиви реагују са металним стаклом.

Друге варијабле, као што су величина кристалних зрнаца и распоред кристала, такође се разматрају. Поред тога, број електрона и молекуларних орбитала укључених у металну везу, односно у "мору електрона" такође игра важну улогу.

Интеракције између свих ових микроскопских и електронских варијабли чине дуктилност концептом који се мора дубоко бавити мултиваријатном анализом; и наћи ћете одсуство стандардног правила за све метале.

Управо из тог разлога два метала, иако имају врло сличне карактеристике, могу или не морају бити дуктилни.

Величина зрна и кристалне структуре метала

Зрна су кристални делови којима недостају уочљиве неправилности (празнине) у тродимензионалним низовима. У идеалном случају, требало би да буду потпуно симетрични, са веома добро дефинисаном структуром.

Свако зрно за исти метал има исту кристалну структуру; то јест, метал са компактном хексагоналном структуром, хцп, има зрна са кристалима са хцп системом. Они су распоређени на такав начин да прије силе вуче или истезања клизе један преко другог, као да су то равни састављени од куглица..

Генерално, када се плохе које се састоје од малих зрнаца клизе, оне морају да превазиђу већу силу трења; док су велике, могу се слободније кретати. У ствари, неки истраживачи настоје да модификују дуктилност одређених легура кроз контролисани раст њихових кристалних зрна..

С друге стране, у односу на кристалну структуру, обично метали са кристалним системом фцц (лице центрирано кубично, или кубични центрирани на лицима). У међувремену, метали са бцц кристалним структурама (кубично центрирано тело, центрирани на лицима) или хцп, имају тенденцију да буду мање дуктилни.

На пример, и бакар и гвожђе кристализују са фцц распоредом, и дуктилнији су од цинка и кобалта, и са хцп аранжманима.

Утицај температуре на дуктилност метала

Топлота може смањити или повећати дуктилност материјала, а изузеци се односе и на метале. Међутим, као опште правило, док се омекшавају метали, то је већа могућност да се оне претворе у нити без њиховог ломљења.

То је зато што повећање температуре узрокује вибрације металних атома, што резултира уједињењем зрна; то јест, неколико малих зрна је спојено да формира велико зрно.

Код већих зрна повећава се дуктилност, а молекуларни препарати имају мање физичких препрека.

Експериментишите како бисте објаснили дуктилност код деце и адолесцената

Дуктилност постаје изузетно комплексан концепт ако се микроскопски почне анализирати. Како то објашњавате дјеци и адолесцентима? На такав начин да се чини што је могуће једноставније пред вашим знатижељним очима.

Жвакаћа гума и пластелин

До сада смо говорили о металима и растопљеном стаклу, али постоје и други невероватно дуктилни материјали: жвакаћа гума и пластелин.

Да би се показала дуктилност жвакаће гуме, довољно је да зграбите две масе и почнете да их истегнете; један лево, а други десно. Резултат ће бити у облику моста за жвакање гуме, који неће моћи да се врати у свој првобитни облик, осим ако не гњечи рукама.

Међутим, доћи ће до точке гдје ће се мост на крају сломити (а под ће бити замрљан гумом).

На слици изнад је приказано како дијете које притисне посуду с рупама чини пластелину како се појављује као да је коса. Суво тесто за игру је мање дуктилно него масно; стога се експеримент може једноставно састојати од стварања два црва: један са сувим пластелином, а други се навлажује уљем.

Дете ће приметити да је уљни црв лакше калупити и добити дужину на рачун његове дебљине; Док се црв суши, вероватно ће се завршити неколико пута.

Пластелин такође представља идеалан материјал који објашњава разлику између посуде (чамац, капија) и дуктилности (коса, глисте, змије, саламандери, итд.).

Демонстрација металима

Иако адолесценти неће ништа манипулирати, њихово присуство у првом реду може бити атрактивно и занимљиво искуство. Показивање дуктилности би било још потпуније ако бисмо наставили са другим металима и тако успели да упоредимо њихову дуктилност.

Затим, све жице морају бити подвргнуте константном истезању до њихове тачке лома. Уз то, адолесцент ће визуелно потврдити како дуктилност утиче на отпорност жице на ломљење.

Референце

1. Енциклопедија примера (2017). Дуктилни материјали. Добављено из: ејемплос.цо
2. Хелменстине, Анне Марие, Пх.Д. (22. јун 2018). Дуктилна дефиниција и примери. Преузето са: тхоугхтцо.цом
3. Цхемсторм. (2. март 2018). Дуцтиле Дефинитион Цхемистри. Добављено из: цхемсторм.цом
4. Белл Т. (18. август, 2018). Дуктилност објашњена: напетост и метали. Баланс. Преузето са: тхебаланце.цом
5. Маркс Р. (2016). Дуктилност у металима Одсек за машинство, Универзитет Санта Цлара. [ПДФ] Добављено из: сцу.еду
6. Реид Д. (2018). Дуктилност: Дефиниција и примери. Студија. Преузето са: студи.цом
7. Цларк Ј. (октобар 2012). Металне конструкције. Преузето са: цхемгуиде.цо.ук
8. Цхемицоле (2018). Чињенице о злату. Преузето са: цхемицоол.цом
9. Материалс Тодаи. (18. новембар 2015). Јаки метали и даље могу бити дуктилни. Елсевиер Преузето са: материалстодаи.цом